人教版必修三全册测试（含答案）

人教版必修三全册测试（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共13小题，共52.0分）
1. 如图所示，两根长分别为、的细线，一端拴在同一悬点上，另一端各系一个小球，两球的质量均为，已知两球带有同种电荷而使两线张开一定角度，分别为和。则绳长、比值为( )
A. B. C. D.
2. 如图所示，实线为两个点电荷、产生的电场的电场线，虚线为电子从点运动到点的运动轨迹，则下列判断正确的是
A. 点的场强小于点的场强 B. 的电荷量大于的电荷量
C. 电子在点的电势能大于在点的电势能 D. 电子在点的速度大于在点的速度
3. 均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．如图所示，在半球面上均匀分布正电荷，总电荷量为，球面半径为，为通过半球顶点与球心的轴线，在轴线上有、两点，已知点的场强大小为，则点的场强大小为( )
A. B. C. D.
4. 一带电粒子仅在静电力作用下从点开始以做直线运动，其图像如图所示。粒子在时刻运动到点，时刻运动到点，下列判断正确的是( )
A. ，，三点的电势关系为
B. ，，三点的场强大小关系为
C. 粒子从点经点运动到点，电势能先增加后减少
D. 粒子从点经点运动到点，静电力先做正功后做负功
5. 沿着轴的一电场的图像如图甲所示，沿着轴的另一电场的图像如图乙所示，下列说法正确的是( )
A. 甲图中，至电场的方向沿着轴的正方向
B. 甲图中，至电场强度的大小为
C. 乙图中，至电场的方向沿着轴的负方向，至电场的方向沿着轴的正方向
D. 乙图中，坐标原点处与处之间的电势差为
6. 如图所示，为粒子源，和极板间的加速电压为，两水平放置的平行带电板、间的电压为。现有质量为、电荷量为的粒子从处由静止释放，被加速电压加速后水平进入竖直方向的匀强电场，最后从右侧射出。平行板、的长度为，两板间的距离为，不计带电粒子的重力，则下列说法正确的是
A. 带电粒子射出板时的速度
B. 带电粒子在、极板间运动的时间
C. 带电粒子飞出、间电场时在竖直方向上发生的位移
D. 若同时使和加倍，则带电粒子在飞出、极板间电场时的速度与水平方向的夹角不变
7. 有两个同种材料制成的导体，两导体为横截面为正方形的柱体，柱体高均为，大柱体柱截面边长为，小柱体柱截面边长为，则( )
A. 从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为：
B. 从图示电流方向看大柱体与小柱体的电阻之比为：
C. 若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为：
D. 若电流方向竖直向下，大柱体与小柱体的电阻之比为：
8. 如图所示是有两个量程的电流表。已知表头的内阻，满偏电流，电阻，，则使用、两个端点时，电流表的量程为( )
A. B. C. D.
9. 用多用电表探测如图所示黑箱发现：用直流电压挡测量，、两点间和、两点间均有电压，、两点间无电压；用欧姆挡测量，黑表笔接点，红表笔接点，阻值很小，但反接阻值很大．那么，该黑箱内元件的接法可能是下图中的( )
A. B. C. D.
10. 电源的效率定义为外电路电阻消耗的功率与电源的总功率之比。直线、和分别是电源、电源和电阻的伏安特性图线。将这个电阻分别接到、两电源上，那么( )
A. 接到电源上，电路中的电流较小
B. 接到电源上，电源的输出功率较大
C. 接到电源上，电源的输出功率较大，电源效率较高
D. 电源、电动势一样大，内阻较小
11. 如图，两根互相平行的长直导线过纸面上的、两点，且与纸面垂直，导线中通有大小相等、方向相同的电流。、、在、的连线上，、位于的中垂线上，为和的中点。关于以上几点处的磁感应强度，下列说法正确的是
A. 点处的磁感应强度为零
B. 、两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
C. 、两点处的磁感应强度大小相等，方向相同
D. 、、、四点处磁感应强度至少有两点方向相同
12. 中央电视台台发射的电磁波的频率范围是，中央电视台台发射的电磁波的频率范围是，这两个电视台所发射的电磁波在空中传播时( )
A. 台发射电磁波的速度大于台发射电磁波的速度 B. 台发射电磁波的速度小于台发射电磁波的速度
C. 台发射电磁波的波长大于台发射电磁波的波长 D. 台发射电磁波的波长小于台发射电磁波的波长
13. 能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为，已知可见光的平均波长约为，普朗克常量为，则进人人眼的光子数至少为( )
A. 个 B. 个 C. 个 D. 个
二、实验题（本大题共2小题，共20.0分）
14. 现有一合金制成的圆柱体，为测量该合金的电阻率，现用伏安法测量圆柱体两端之间的电阻，用螺旋测微器测量该圆柱体的直径，用游标卡尺测量该圆柱体的长度。螺旋测微器和游标卡尺的示数如图所示：
由图可知，圆柱体的直径为____________，长度为____________。
若流经圆柱体的电流为，圆柱体两端之间的电压为，圆柱体的直径和长度分别用、表示，则用、、、表示的电阻率关系式为____________。
15. 多用电表是实验室中常用的测量仪器，如图甲所示为多量程多用电表示意图，其中电流有、两个档位，电压有、两个档位，欧姆表有两个档位。
通过一个单刀多掷开关，可以分别与触点、、、、、接通，从而实现用多用电表测量不同物理量的功能。
图甲中是___________选填“红”或“黑”表笔；
当接触点_______选填“、、、、、”时对应多用电表档；
当接触点时，测量倍率比接触点时小，则________选填“”“”或“”；
实验小组用该多用电表测量电源的电动势和内阻。器材还有待测电源电动势约为，定值电阻，电阻箱一只。连接实物如图乙所示，测量时应将图甲中接触点_______选填“、、、、、”；改变电阻箱阻值，测得并记录多组数据后，得到对应的图像如图丙所示，则电源电动势________，内阻_______结果保留两位有效数字。
三、计算题（本大题共2小题，共28.0分）
16. 如图所示，电容器，为的电阻箱，电源电动势，内阻，定值电阻，。现闭合开关，试求：
当调整时，电容器极板所带电荷量
若移除电容器，直接用导线连接两点，调节为多少时，电源输出功率最大最大功率为多少
17. 如图所示，水平放置的平行板电容器与某一电源相连，它的板长，两板间距离，有一束由相同带电微粒组成的粒子流，以相同的速度从两板中央平行极板射入，开关闭合前，两板不带电，由于重力作用微粒能落到下极板的正中央，已知微粒质量为，电荷量，求：
微粒的入射速度；
为使微粒能从平行板电容器的右边射出电场，所加的电压应取什么范围？
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了库仑力作用下的平衡问题，解题时分别以两球为研究对象，作出受力图并作出矢量三角形，结合正弦定理得出两球的重力与库仑力的关系，再由数学知识即可求出，之比。
【解答】
对两球进行受力分析，如图所示。
对左侧，根据正弦定理可得：
对右侧，根据正弦定理可得：
联立可得：
对，由正弦定理可知：
故A正确，BCD错误。
故选A。
2.【答案】
【解析】略
3.【答案】
【解析】
【分析】
均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场，假设将带电量为的球面放在处在、点所产生的电场和半球面在点的场强对比求解。
本题解题关键是抓住对称性，找出两部分球面上电荷产生的电场关系。
【解答】
若将带电量为的球面放在处，
均匀带电的球壳在球外空间产生的电场等效于电荷集中于球心处产生的电场．
则在、点所产生的电场为
由题知当半球面如图所示产生的场强为，则点的场强为
故选A。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据速度与时间图象可知，加速度是恒定，则可确定电场力大小，进而得出电场强度大小；因粒子的电性不知，则无法确定电场强度的方向，由于从到，动能增加，则电场力对粒子做正功，导致电势能减小，从而即可求解。考查由速度与时间图象，来确定加速度大小与方向的方法，理解电场力做功与电势能变化关系，以及动能的变化，注意粒子不知电性，因此电势高低无法确定。
【解答】
A.由于粒子不知电性，无法确定电场强度的方向，因此无法比较电势的高低，故A错误；
B.根据牛顿第二定律有：得。故电场强度越大，粒子的加速度大小越大。由图可以看出最大，故最大，故B错误；
C.由图象可知，粒子从点经点运动到点速度先减小后增大，所以动能先减小后增大，根据能量守恒定律，电势能应该先增大后减小，故C正确；
D.由图象可知，粒子从点经点运动到点速度先减小后增大，根据动能定理可知电场力先做负功，后做正功，故D错误。
故选C。
5.【答案】
【解析】
【分析】
顺着电场线方向电势减小，图像的斜率表示场强；图像与横轴围成的面积为电势差的大小。
【解答】
A.至电势变大，根据顺着电场线方向电势减小，可得至电场的方向沿着轴的负方向，A错误
B.图像的斜率表示场强，所以有至电场强度的大小为，B错误
图像与横轴围成的面积为电势差的大小，根据图像可得到时，电势差越来越大，且为正值，所以到电场的方向一直沿着轴的正方向，坐标原点处与处之间的电势差为，C错误， D正确。

6.【答案】
【解析】
【分析】
粒子先经过加速电场加速，后进入偏转电场偏转。由动能定理可以解得加速度获得的速度，即穿过板时的速度。粒子进入偏转电场做类平抛运动，把其分解为水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动；根据牛顿第二定律和运动学规律结合求解侧移距离。
本题要熟练运用运动的分解法研究类平抛运动，把类平抛运动分解成水平方向的匀速直线运动，竖直方向的匀加速直线运动，结合牛顿第二定律和匀变速直线运动规律解题。
【解答】
A.根据动能定理可知，，解得：，故A错误；
B.如果带电粒子能离开板，则飞行时间，故B错误；
C.带电粒子在板中的加速度：，飞行时间为，则飞出、电场时在竖直方向上发生的位移，故C错误；
D.带电粒子在离开板间时的速度与水平方向夹角：，则可知，若使和加倍时夹角不变，故D正确。
7.【答案】
【解析】
【分析】
根据电阻定律进行分析，注意明确导线长度和截面积的确定，从而求出各自的电阻，进而求出对应的比值。
【解答】
从图示方向看，则根据电阻定律可知，，，故两电阻相等，比值为：，故A错误，B正确；
若电流竖直向下，则根据电阻定律有：，，故；故CD错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查电流表的改装原理，要明确改装原理，会分析串并联电路的规律，能根据并联电阻的分流作用求解量程的表达式。
【解答】
使用、两个端点时，表头与电阻串联后再与并联，并联部分的电压为
分担的电流为则电流表的量程为
故选D。

9.【答案】
【解析】
【分析】
欧姆表内部电池正极与黑表笔相连，电池负极与红表笔相连，二极管具有单向导电性，注意正负极的符号。
本题考查了探查黑箱内的电学元件实验，掌握多用电表是使用方法、知道二极管的特点即可正确解题。
【解答】
用直流电压挡测量，、两点间和、两点间均有电压，说明、与、间可能有电源存在；用欧姆档测量，因电流从黑表笔出来通过导体再从红表笔进入欧姆表，故若黑表笔接点红表笔接点时电阻小，说明电流容易从通过导体，若黑表笔接点红表笔接点时电阻很大，说明电流不能从通过，这就说明、间有二级管且是正极，故该黑箱内元件的接法可能是。
故选B。

10.【答案】
【解析】
【分析】
电源的效率等于电源的输出功率占总功率的百分比。根据欧姆定律得到，电源的效率也等于外电阻与电路总电阻之比；由电源的图象斜率绝对值等于电源的内阻，比较读出电源内电阻的大小，确定电源的效率关系。当电阻与电源组成闭合电路时，电阻的图线与电源的图线的交点表示工作状态，交点坐标的乘积等于电源的输出功率。
本题是电源的外特性曲线与电阻的伏安特性曲线的综合，关键理解交点的物理意义，也可以根据欧姆定律研究电流与电压关系，来比较电源的输出功率。
【解答】
电源的图象斜率绝对值等于电源的内阻，纵截距表示电动势；
A.由闭合电路欧姆定律可知，电源的内阻较小，接到电源上，电路中的电流较大，故A错误；
B.当电阻与电源组成闭合电路时，电阻的图线与电源的图线的交点表示电阻的工作状态，交点的纵坐标表示电压，横坐标表示电流，电源的输出功率，由图看出，接到电源上，电压与电流的乘积较大，电源的输出功率较大，故B错误；
C.由分析知，接到电源上，电源的输出功率较大；电源的效率：，由闭合电路欧姆定律可知，电源的内阻较小，接到电源上，电源的效率较高，故C正确；
D.电源的图象斜率绝对值等于电源的内阻，纵截距表示电动势；可得：电源、电动势一样大，内阻较小，故D错误。
故选C。
11.【答案】
【解析】
【分析】
根据右手螺旋定则确定两根导线在、、、四点磁场的方向，根据平行四边形定则进行合成。
解决本题的关键掌握右手螺旋定则判断电流与其周围磁场方向的关系，会根据平行四边形定则进行合成。
【解答】
A.根据右手螺旋定则，处导线在点产生的磁场方向竖直向下，处导线在点产生的磁场方向竖直向上，合成后磁感应强度等于，故A正确；
B.在处产生的磁场方向竖直向下，在处产生的磁场方向竖直向下，在处产生的磁场方向竖直向上，处产生的磁场方向竖直向上，根据场强的叠加知，点磁感应强度竖直向下，点磁感应强度竖直向上，两点处磁感应强度大小相等，方向相反，故B错误；
C.在处产生的磁场方向垂直于偏下，在出产生的磁场方向垂直偏下，在处产生的磁场方向垂直于偏上，在处产生的磁场方向垂直于偏上，根据平行四边形定则，知处的磁场方向水平向右，处的磁场方向水平向左，故C错误；
D.根据以上分析知点磁感应强度竖直向下，点磁感应强度竖直向上，点的磁感应强度水平向右，处的磁场方向水平向左，所以、、、四点处磁感应强度没有方向相同的点，故D错误。
故选A。
12.【答案】
【解析】解：由得，当频率变大时，波长减小，而不论波长的长短，波速是保持不变的。
由题干可知中央电视台台发射的电磁波的频率范围小于中央台发射的电磁波的频率范围，所以台发射电磁波波长大于台发射电磁波波长。故ABD错误。
故选：。
本题考查无线电波波速、波长和频率的关系，由波速不变可以判断。
本题应记住无线电波是电磁波，其波速在空气中保持不变。
13.【答案】
【解析】
【分析】
本题关键要掌握光子的能量公式，及光在真空中传播的速度公式基础题。
【解答】
解：每个光子的能量为，能引起人的眼睛视觉效应的最小能量为，由得
能引起人眼的感觉，进入人眼的光子数至少个个
故选B。
14.【答案】---；；。
【解析】
【分析】
游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；
根据欧姆定律和电阻定律列式求解。
游标卡尺主尺与游标尺示数之和是游标卡尺的示数；螺旋测微器固定刻度与可动刻度示数之和是螺旋测微器的示数；游标卡尺不需要估读，螺旋测微器需要估读，对游标卡尺读数时，要注意游标尺的精度。并掌握电阻定律与欧姆定律的应用。
【解答】
由图所示可知，螺旋测微器固定刻度示数为，游标尺示数为，螺旋测微器示数为；
由图所示可知，游标卡尺主尺示数为，游标尺示数为，游标卡尺示数为；
根据电阻定律，有：
解得：。
故答案为：---；；。
15.【答案】黑； ； ；； ；
【解析】
【解答】
图甲中接、接线柱时，由于连接的是电源正极，根据电流从红表笔流入，从黑表笔流出，因此为黑表笔
当接触点或时，且电路中没有电源，由于表头和电阻并联，故改装成了电流表，且接时左边的电阻为分流电阻，即一个电阻为分流电阻接时两个电阻串联后为分流电阻，所以接时分流电阻小，故接时的量程更大为挡
当接点时，电表内部有电源，多用表为欧姆表，而中值电阻，倍率越大时，内阻变大，红黑表笔短接时，电动势大，才能满偏，所以
被测量的电源电动势约为，故测量时应选择电压挡，接触点
根据丙图和闭合电路欧姆定律可知：
，
整理可得：
结合图像的截距和斜率可知：，
，
解得：，。
【分析】
本题考查多用电表的原理和使用，结合电表的改装和多用电表的构造、原理，以及闭合电路的欧姆定律等解答
16.【答案】解：稳定时，电容器为断路，故并联部分电路总电阻
故并联部分所分的电压
电阻箱两端的电压
电阻两端的电压
、两端的电势差
可见电容器极板带负电，所带的电荷量；
用导线连接后，与、与分别并联后串联，与并联的总电阻
可见当，其中，即时，电源的输出功率最大，为。
【解析】本题考查含容电路分析及电源输出功率的计算，认清电路的构造是解题的关键。
根据电路的构造求出并联部分的电阻，结合闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律求出电阻箱和两端的电压即可求出、两点的电势差，从而判断电容器极板的电性，结合电容的定义式即可求出极板所带的电荷量；
根据电路的构造求出与并联的总电阻、与并联的电阻，结合输出功率最大的条件列方程即可求出。
17.【答案】解：微粒刚进入平行板时，两极板不带电，微粒做平抛运动，
则水平方向有，
竖直方向有，
解得．
由于带电微粒的水平位移增加，在板间的运动时间变大，而竖直方向位移不大于，所以在竖直方向的加速度减小，微粒所受合外力减小所以静电力方向向上，又因为微粒带正电，所以上极板与电源的负极相连，当所加电压为时，微粒恰好从下板的右边缘射出，
则有，
根据牛顿第二定律得，
解得，
当所加电压为时，微粒恰好从上板的右边缘射出，
则有，
根据牛顿第二定律得，
解得，
所加电压的范围为．

【解析】见答案
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